Cientistas encontram novas evidências para explicar como prestamos atenção

As descobertas do estudo podem abrir caminho para novas terapias para tratar condições neurológicas associadas a dificuldades de concentração, como depressão e transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH).

Para se comunicar uns com os outros, os neurônios do cérebro e do sistema nervoso liberam substâncias químicas chamadas neurotransmissores que transmitem mensagens de uma célula para outra. Os neurotransmissores são cruciais para a função cerebral e para a regulação de todas as funções corporais, desde a respiração e frequência cardíaca até a reprodução.

Essas substâncias químicas também coordenam processos cognitivos que nos permitem focar em informações importantes dentro da constante enxurrada de estímulos que o cérebro recebe do ambiente externo, também conhecido como nossa capacidade de atenção.

Os pesquisadores há muito tempo pensam que nossa capacidade de atenção foi dirigida por apenas um neurotransmissor, a acetilcolina, que excita os neurônios e faz com que eles disparem sinais elétricos. No entanto, trabalhos recentes sugerem que a atenção pode exigir outro neurotransmissor, o ácido gama-aminobutírico (GABA), que inibe os neurônios de receber e enviar mensagens.

Em seu estudo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), a equipe demonstrou pela primeira vez que o GABA trabalha junto com a acetilcolina em uma sequência precisa para regular a transmissão de sinais de uma parte da rede de processamento de informações do cérebro, chamada claustro.

Escondido nas profundezas do cérebro, o claustro é uma estrutura fina semelhante a uma folha que recebe e processa informações de diferentes partes dele. O claustro ajuda a regular a concentração, mas seu papel exato permanece desconhecido.

Em experimentos de laboratório, os cientistas da NTU investigaram como os neurônios no claustro em camundongos respondem à acetilcolina e GABA produzidos por uma parte do cérebro chamada prosencéfalo, que desempenha um papel central em várias funções cerebrais.

O principal avanço tecnológico que permitiu aos pesquisadores fazer essa descoberta chama-se optogenética. A optogenética usa proteínas sensíveis à luz para controlar seletivamente a atividade de tipos específicos de neurônios dentro do cérebro. Neste caso, os neurônios dentro do prosencéfalo que liberam acetilcolina e GABA foram ativados pela luz, permitindo que a equipe meça a resposta do claustro a tal estímulo.

Eles descobriram que dois tipos de neurônios no claustro, que enviam sinais de saída para diferentes partes do cérebro, respondem de maneiras opostas à acetilcolina e ao GABA. Os neurônios que se estendem a estruturas profundas no cérebro foram excitados pela acetilcolina, enquanto os neurônios que se estendem a estruturas na superfície do cérebro foram inibidos pelo GABA.

Através dessa sequência coordenada de ações opostas, os dois neurotransmissores alternam a transferência de informações entre o claustro e o resto do cérebro, como um interruptor. O estudo fornece evidências de que os neurotransmissores regulam um “microcircuito” no cérebro, que permite ao órgão diferenciar informações importantes do ruído, ajudando a pessoa a prestar atenção.

As ações opostas dos neurotransmissores (acetilcolina e GABA) nos neurônios no claustro permitem que os sinais cerebrais sejam codificados de forma eficiente, permitindo que o cérebro preste atenção e ignore o ruído.

O investigador principal e neurocientista Professor George Augustine da Escola de Medicina Lee Kong Chian da NTU (LKCMedicine) disse: “Ao compreender como a acetilcolina e o GABA trabalham juntos para direcionar nossa atenção, terapias novas e mais eficazes podem ser desenvolvidas no futuro para melhorar a capacidade de atenção de pacientes com condições como TDAH e depressão.”

Comentando como um especialista independente, o Dr. Geoffrey Tan, Consultor-Clínico (Psiquiatria) Cientista do Instituto de Saúde Mental de Cingapura, disse: “Direcionar a atenção e multitarefa são processos cognitivos cruciais para o funcionamento diário que exigem alternar entre redes ou circuitos no cérebro. Este estudo identifica um ‘interruptor’ no claustro que fornece um mecanismo pelo qual a acetilcolina pode conduzir cálculos como estes. É oportuno à medida que incorporamos cada vez mais redes cerebrais em como pensamos sobre cognição, condições psiquiátricas e até mesmo intervenções como mindfulness.”

Os próximos passos deste projeto serão determinar como a alteração do interruptor de duplo transmissor altera a atenção e os distúrbios cerebrais que afetam a atenção, como o TDAH. Também será importante determinar se o mecanismo de mudança se aplica a outros processos cerebrais, como excitação e aprendizagem.